NASAは火星の石を地球に運ぶのに苦労している

R約6,200万マイル離れた火星の表面で、パーサヴィアランス探査車が岩石を収集している。黒、赤、灰色のレゴリスと芯。一部は鉛筆の幅もあります。 3 年あまりをかけて、探査機は葉巻ほどの大きさの 24 本のチタン製サンプル チューブをこれらの惑星堆積物の破片で満たしました。

科学者らは、火星の岩石が、火星の進化、鉱物構成、かつて海や川があった可能性、過去に微生物が生息していたかどうかなど、赤い惑星に関する大きな疑問を解決するのに役立つ可能性があると考えている。しかし問題は、火星の石をどうやって地球に持ち帰るかだ。

2021 年 2 月にパーサヴィアランスが火星に着陸したとき、NASA は研究用の岩石を故郷の惑星に回収するという綿密な計画、つまり火星サンプルリターンミッションを立てていました。それには、多数の異なる宇宙船や機械が複数のハンドオフを行う必要がありました。彼らはパーサヴィアランス号の近くに別の探査機を着陸させ、2台目の「フェッチ」探査車を派遣してサンプルチューブを収集し、それをロボットアームでロケット推進のカプセルに積み込む予定だった。その後、カプセルは火星から飛び立ち、軌道上の別の探査機と合流し、惑星間空間を通って地球に帰還する予定だ。最後に、カプセルは地球の海に落下し、研究のために岩石サンプルが回収されることになります。

「ほとんどの惑星では、私たちはまだ通過の段階にすぎません。」

しかし、このような複雑な宇宙ミッションの費用は制御不能に膨れ上がりました。同庁は先週、岩石を地球に戻すための２つの新たな戦略を検討していると発表し、費用は約半分になることを期待しているが、詳細の多くはまだ検討中である。

パーサヴィアランスは、探査中にサンプル管の一部を「集積所」に置き、他のサンプル管も一緒に運びました。そのため、それらを回収するには火星の表面に降りる必要がある唯一の方法です。しかし、探査機や探査車を火星に着陸させるのは難しいことで知られており、その試みの半分以上は失敗に終わっている。惑星の重力と大気の薄さにより、物体がパラシュートで穏やかに地表に浮き上がるのは困難です。しかし、大気は十分に厚いため、突入時に摩擦で宇宙船が簡単に燃えてしまいます。

もう一つの複雑な問題は、これまで誰も他の惑星から遠隔地にロケットを打ち上げたことがなく、人間の護衛なしで宇宙から物質を地球に輸送したことがないことです。テネシー大学ノックスビル大学の惑星科学者ハリー・マクスウィーン氏は、これほど多くの困難に直面した中でのこのような成果は、歴史上最大の科学的発展と並ぶものになるだろうと述べている。 「ほとんどの惑星では、まだ通過の段階にすぎません」と彼は言います。

最新の火星石帰還提案の詳細はほとんどないが、同局は、火星の石をロケットカプセルに積み込むための安価なロボットアームなど、他の宇宙ミッション用に開発された技術を再利用することで費用を節約したいと考えているようだ。同庁はまた、開発に多額の費用がかかる「フェッチ」探査車を廃止する計画も立てている。代わりに、パーサヴィアランス探査車自体が多くの岩石サンプルを上昇車両に輸送することができますが、これは一部のサンプルを残さなければならないことを意味する可能性があります。あるいは、インジェニュイティ無人機をベースにした「火星ヘリコプター」がそれらを回収できる可能性がある。ミッションのスケジュールも加速され、NASAは現在、火星の石を2040年ではなく2030年代後半に持ち帰ることを望んでいる。

NASAが火星への探査機着陸の困難を克服するために現在検討している可能性の1つは、「スカイクレーン」を使用することである。これは、パーサヴィアランス探査車とキュリオシティ探査車の両方を、ロケット動力の探査車からケーブルで降下させて火星表面に届けたのと同じ技術である。降下ステージ。もう一つの選択肢には、SpaceX Starship や Blue Origin の New Glenn ロケットなどの「重量物運搬」ロケットによって地球から打ち上げられる大型探査機で火星に着陸する方法を見つけることが含まれます。惑星協会の宇宙政策責任者ケーシー・ドライアー氏によると、この2番目の選択肢は、NASAがまだ発明されていない可能性のあるものを含む新しい着陸技術を回避する方法になる可能性があるという。

マクスウィーン氏は、火星の石は、30億年から40億年前に本当に地表の海があったのかどうかなど、火星の古代生命体に関する重要な手がかりを明らかにする可能性があると述べている。この岩石は、有人探検家を火星に送る準備にも役立つ可能性がある。たとえば、「それは火星の塵がどのようなものであるか、そしてそれを摂取した場合の医学的危険性を知るのに役立つでしょう」と彼は言います。

科学者たちはすでに、ここ地球上でいくつかの火星の岩石を研究しています。小惑星の衝突や火星の火山の噴火によって宇宙に飛ばされたおよそ 277 個の「火星の隕石」が、私たちの故郷の惑星に着陸しました。しかし、これらの火星の隕石は誕生してから10億年未満である傾向があり、したがって火星の初期進化に関する疑問を解決するには若すぎるが、パーサヴィアランスは現在、最大で40億年前のものと思われる岩石をサンプリングしているとマクスウィーン氏は言う。

コロラド州ボルダーにあるサウスウエスト研究所の惑星地質学者ビクトリア・ハミルトン氏は、地球に戻ったら、科学者はほぼ無限の種類の機器や試験を使って火星の岩石を研究できるようになるだろうと述べている。彼女は、NASA のアポロ計画中に月面歩行者によって持ち帰られた月の石について指摘しており、それらは 50 年以上経った今でも研究が続けられています。 「火星の石は何世代にもわたってここに存在し続けるでしょう。」

リード画像: Artmim / Shutterstock

• トム・メットカーフ

  投稿日 2025 年 1 月 16 日

  Tom Metcalfe はロンドンを拠点とする科学ジャーナリストで、主に宇宙、エネルギー、考古学、地球、海洋について執筆しています。彼は次のように書いています サイエンティフィック アメリカン、ナショナル ジオグラフィック、ライブ サイエンス、NBC ニュース、BBC ニュース、 そしてその他。

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